概述
ADuM4177是一款高性能隔離式柵極驅動器，采用ADI公司的iCoupler ^?^ 技術，提供5.7 kV RMS隔離。ADuM4177采用28引腳寬體SOIC封裝，提供8.3 mm爬電距離。此器件適用于需要在器件使用壽命內(nèi)隔離1060 V RMS和1500 V DC工作電壓的應用。這些隔離式柵極驅動器組合使用高速CMOS和單芯片變壓器技術，提供出色的性能，適合驅動要求嚴苛的高性能碳化硅(SiC)開關。串行外設接口(SPI)通信支持用戶可編程工作模式和故障回讀。此外還具有BIST功能，使ADuM4177適用于ASIL D系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)表：*附件：ADuM4177具有擺率控制和BIST功能的40 A拉電流和30 A灌電流SiC隔離式柵極驅動器技術手冊.pdf

ADuM4177的輸入電壓范圍為4.4 V至7 V。如果VDD2和VSS2在15 V至23 V范圍內(nèi)，輸出電壓可驅動雙極柵極驅動器，該驅動器的正極電壓為12 V至23 V，負電壓軌電壓為?5 V至?3.25 V?？赏ㄟ^與柵極驅動器進行SPI通信來獲取多個可編程的欠壓保護(UVLO)電平。與采用高壓電平轉換方法的柵極驅動器相比，ADuM4177的輸入與輸出之間具有真電氣隔離優(yōu)勢。

ADuM4177包括許多出眾的保護功能，例如漏極監(jiān)測去飽和檢測、主動短路(ASC)操作、外部溫度檢測以及過壓保護(OVP)和欠壓保護(UVP)。

提供可調的擺率控制，在系統(tǒng)操作點可以接受時，提供更快的邊沿躍遷和更高的效率。外部米勒箝位可以實現(xiàn)更強下拉效果，防止米勒注入在受誘導時意外開啟。ADuM4177支持-40?C至+150?C的寬結溫范圍。

因此，ADuM4177可以在很寬的切換電壓范圍內(nèi)，可靠地控制SiC開關配置的開關特性。

應用

• SiC、MOSFET、IGBT柵極驅動器
• 電動汽車(EV)和混合動力電動汽車(HEV)牽引逆變器
• 開關電源
• SiC柵極驅動器
• 工業(yè)逆變器
• 功率因數(shù)校正

特性

• 40 A拉電流、30 A灌電流峰值短路（典型）驅動輸出
• 典型應用中的20 A峰值驅動電流（典型值）
• 輸出功率器件電阻：每通道0.38 Ω（典型值）
• 1500 V峰值和直流工作電壓(DIN EN IEC 60747-17)
• 通過SPI接口實施擺率控制
• 低傳輸延遲：108 ns（典型值）
• 脈沖寬度：60 ns（最小值）
• 雙極和單極次級側供電功能
  • V DD1 ：4.4 V至7 V
  • VDD2至V SS2 ：15 V至23 V
  • VDD2至GND 2 ：12 V至23 V
  • VSS2至GND 2 ：?5 V至?3.25 V（雙極供電模式）
  • VSS2至GND 2 ：0V（單極供電模式）
• 保護特性：
• DESAT–SiC漏極檢測，7 V（典型值）閾值
  • 可編程內(nèi)部DESAT消隱時間
• ASC引腳，次級側驅動器開啟控制
• 外部米勒箝位
• 軟關斷，1 μs，可通過外部電阻調節(jié)
• VDD2至VSS2 OVP和可編程VDD2至VSS2 UVP
• VSS2至GND2 OVP和UVP
• 通過故障報告引腳判斷隔離故障
• SiC開關隔離式溫度檢測
  • 1 kHz PWM和SPI寄存器讀取
  • 溫度檢測二極管堆棧
  • 與使用外部電阻網(wǎng)絡的NTC兼容
• 內(nèi)置自測(BIST)
• SPI
• 非易失性EEPROM寄存器，用于實現(xiàn)可配置性
• 故障報告信息
• 工作結溫范圍：?40℃至+150℃
• 采用28引腳SOIC_W_FP封裝
• 通過AEC-Q100汽車應用認證

功能框圖

引腳配置描述

典型性能特征

工作原理

在需要開關器件柵極具備快速上升沿的情況下，就需要用到柵極驅動器。增強型功率器件的柵極信號是以源極或發(fā)射極節(jié)點為參考的。柵極驅動器必須跟隨這個源極或發(fā)射極節(jié)點。因此，在源極或發(fā)射極節(jié)點擺動的拓撲結構中，控制信號與柵極驅動器輸出之間的隔離是必要的，例如在半橋中。柵極開關時間是柵極驅動器驅動強度的函數(shù)。輸出端的緩沖級（如互補金屬氧化物半導體（CMOS）緩沖器）可減少總延遲時間，并增加驅動器最終輸出的強度。

ADuM4177通過使用高頻載波跨越隔離柵，實現(xiàn)控制側與輸出側之間的隔離。數(shù)據(jù)通過iCoupler芯片級變壓器線圈進行傳輸，這些線圈由聚酰亞胺絕緣層隔開。ADuM4177采用正邏輯開關鍵控（OOK）編碼，其中高電平信號通過載波頻率在iCoupler芯片級變壓器線圈上的存在來傳輸。正邏輯編碼確保在輸入關閉時輸出為高電平。低電平狀態(tài)是增強型功率器件最常見的安全狀態(tài)。該架構可在短路條件下驅動器件。ADuM4177的設計具備高共模瞬態(tài)抗擾度、高抗電氣噪聲能力以及高抗磁干擾能力。通過擴頻OOK載波和差分線圈，可將輻射發(fā)射降至最低。圖22展示了ADuM4177使用的OOK編碼。